产生有限差分合成地震图的最佳震源时间函数

震源时间函数在产生有限差分合成地震图中起着十分重要的作用．鉴于此，我们考虑了５种不同的时间函数的振幅谱．结果表明，当时间函数的高频信号比主信号携带更多的能量时，伴随着主信号成分将出现我们所不希望的拖尾现象．本文说明，在所考虑的几种用于产生有限差分合成地震图的震源时间函数中，形如ｆ（ｔ）＝ｔｅ－２的时间函数是最佳的．由具有一个覆盖层的半无限空间弹性地球模型，来产生有限差分合成地震图证实了这个结论．     

可变震源深度及结构参数情况下的点源矩张量波形反演

在利用区域台网记录到的高颇地震图进行震源参数反演的过程中.作者采用不带约束条件的地震矩张量研究反映小尺度构造复杂性的小震的震源过程.为了措述地震机制解随时间的变化地震矩张量的每一个分量都具有各自的时间函数.合成地震图与观测地震图的拟合程度由两者均方差的极小值几表示.初始的地蔑图由一系列称为差函数的时变函数叠加得到.考虑所研究地区的两个可能的极端情况给出两个结构模型.针对这两个模型的一系歹〔震源深度.用多模蚕加(modal:ummation)方法算出羞函数.在反演过程中.针对两模型之间的过渡情况和不同的震源深度用线性插值方法给出新的墓函数.从而计算出新的合成地震图.将这些合成地震图与观测地震图进行比较反复迭代.直至两者均方差的极小值乓收数至预先指定的阅值之内为止.使用脉冲时间函数和有限宽度时间函数算出位移和速度的合成地震图作为‘观测.记录,用以对反演方法进行检验一针对两种结构模型作出合成的“观测’记录:一种模型处于用来计葬墓函数的两个给定结构的范围之内另一种模型在这个范围之外.在合成记录中还考虑了随机噪声的影响.对上述第一种模型.当噪声水平小于信号蜂值20%时.矩张最反演得到满意的震源时间函数.而上述第二种模型出现虚假的体积量.如果消除了这种虚假录.则用矩张量的偏差部分可较好地确定震源机制解.使用上述方法.用意大利东北部Friuli地区1987年12月27日M乙=29地震的垂直分摄地震凶进行矩张盆反演.所得震源机制解与几个台站的P波初动极性分布相符.其震源时间函数则显示出一个可能的多次破裂过程.     

震级标度的物理基础讨论

一、地震信号特点及其量度地震是一种瞬变地球物理现象,地震信号是瞬时信号。因此如何量度地震强度实际上可归结为如何量度瞬变信号的强度。一个瞬时脉冲信号的强度既取决于脉冲幅度,也取决于脉冲宽度(脉冲持续时间)。强度不同的地震其震源体波脉冲不只是脉冲幅度不同,脉冲持续时间也可能不同。前者与震源释放的能量有关,后者与能量幅射的持续时间有关。持续时间有限的瞬时脉冲函数,不管其具体形式如何,理论上它的频谱是连续无限的.如果震源能量释放是在一瞬间内完成,震源时间函数就可用δ(t)函数来表示。这时,震源能     

震源时间函数与震源破裂过程

简要介绍了现代数字地震学的两个重要概念。一个是震源时间函数，另一个是地震震源的时空破裂过程。首先，从地震断层位移表示定量出发，介绍震源时间函数和震源破裂过程的基本概念。然后，分别介绍两种从远场地震记录中提取震源时间函数和获取有限断层面上时空破裂过程图像的反演方法。     

有限差分法合成地震图中的网格频散

用有限差分法合成地震图时, 有限大小的地球模型必须分成许多小网格。如果和源信号的波长相比, 格子太大, 那么随着走时的增加, 波将产生频散。这一现象被称为网格频散, 也就是不同频率的波速度也不相同, 频率较高的信号比频率较低的信号速度慢。此时, 随着走时的增加, 信号将产生一个显着的尾区。这一现象将在如下情况发生:①网格间距太大: ②采样率太大: 或③震源波长和网格大小相比太短。换言之, 用有限差分法合成地震图的一个重要参数是, 每个震源信号波长上网格的点数。本文的工作表明:当P-SV波对经有限差分的弹性模型传播时, 源函数的频率对网格频散有很大的影响。文中所用的二维弹性模型包括:①正断层: ②半空间上单层模型。结果表明:用有限差分法合成地震图时, 如果对于介质的最低速度, 与震源信号的半功率频率相应的一个波长和格点间距之比超过10时, 网格频散将减小到满意的水平。      

地震长期概率预测

利用地震矩解目录外推估算了全球长期地震概率。该预测基于地震矩张量解,预测结果用一幅表示预测的地震发生率密度和震源机制方位图来表示。震源机制首先用于平滑地震活动图以获得望的危险性图,然后用于预测未来地震的机制。使用了几种类型的平滑影响函数核。在空间域,使用１／距离影响函数核来计算任一震周围的地震活动性分布。该影响函数核使用两个可调参数;即最大距离和方向性因子（任一震中周围考虑了一次地震震源机制的地震     

用地震体波波谱测定震源参数

一、震源体波波谱 近十几年来,为了从地震图中求得更多一些的震源信息,地震学家们详细研究了地震震源波谱。 地震波谱是震源所辐射的地震波在频率域中的一种描述(一般的地震图分析只侧重于时间域) ,可推导出它与震源的力学参数有密切关系。不同的震源模式所辐射的理论地震波谱是不相同的。我们所介绍的体波谱系采用布龙的位错模式。布龙把断层等效为一个     

孔隙介质地震电磁信号的数值模拟研究

本文利用最近开发的孔隙介质震电波场算法开展了数值模拟研究,重点探讨不同结构模型中双力偶点源以及有限断层面源作用下产生的地震波及其伴随的电磁信号的时域和频域特征,考察了不同震源时间函数类型对震电波场数值模拟结果的影响,并以Ricker子波为例讨论了震电波场的频率响应特征.结果表明:地震电磁信号的波形、振幅和持续时间等都不同程度受到模型结构的影响,结构越复杂,波形也越复杂;不同震源(双力偶点源与有限断层面源、震源时间函数类型、Ricker子波峰值频率)产生的位移场和电磁场在波形和频谱响应方面整体上呈现相似的特征,但在波形和频谱的幅度和复杂程度方面存在一定差异.     

一种直接计算层状弹性固体内相对速度改变的微分地震图的方法

我们导出了层状弹性半空间中直接计算微分地震图的方法。该方法首先计算层内速度改交产生的微分场,然后与原生弹性波场相乘。这个积像一震源项,由这个震源项所产生的地震图为微分地震图。用广义反射和传递系数法,把微分波直接传播到频率/波数域的接收器。与典型的有限差分相比,在N层地球模型下,计算一个台的全套微分地震图时,我们的方法不仅大约节省N/2倍的计算机时,而且导出了更精确的解。因而,该方法提供了一个高效的直接的方法,以计算层状弹性地球模型全波形的微分地震图。     

相控震源定向地震波信号分析

应用可控震源地震勘探,当环境噪声很强,采用组合震源工作仍不能满足信噪比要求时,引入能形成定向地震波的相控震源.由相控震源定向照明地震理论分析,主波束方向上3单元相控震源产生的反射地震波信号信噪比比单震源高6.53~9.54 dB,比组合震源高1.76~4.77dB.为研究相控地震实际效果,在同一测区进行了三种震源地震对比实验.由单炮地震记录和水平叠加时间剖面可知,相控震源反射波信号信噪比明显高于单震源情况,略高于组合震源情况.进一步对反射波信号功率谱特性做定量分析,得到如下结果：与单震源情况相比,相控震源使各道反射波信号信噪比提高了0.75~8.15 dB,平均提高3.65 dB;与组合震源情况相比,各道信噪比提高了0.93~3.17 dB,平均提高2.02 dB,实验结果与理论分析吻合.综上所述可知,基于相控震源的定向照明地震技术是可行的,可以有效提高地震信号的信噪比.     

终止相的理论地震图—兼论唐山地震震源破裂过程

本文首先较为系统地回顾了终止相研究的历史、进展,对震源破裂过程产生终止震相的物理机制进行了讨论,并详细讨论了主事件分析法以及合成包含终止相的理论图的方法。在此基础上应用主事件分析法处理了唐山地震的实际资料,给出唐山地震的震源破裂过程的大致时空图象,同时计算了包括终止事件的合成图。结果表明,考虑破裂过程的终止事件可以较好地拟合P波观测图,从而进一步确认唐山地震震源破裂过程包括两次终止事件的可能性。此外本文还对唐山地震的震源环境以及调整单元的让位情况进行了讨论。     

终止相的理论地震图-兼论唐山地震震源破裂过程

本文首先较为系统地回顾了终止相研究的历史、进展,对震源破裂过程产生终止震相的物理机制进行了讨论,并详细讨论了主事件分析法以及合成包含终止相的理论图的方法。在此基础上应用主事件分析法处理了唐山地震的实际资料,给出唐山地震的震源破裂过程的大致时空图象,同时计算了包括终止事件的合成图。结果表明,考虑破裂过程的终止事件可以较好地拟合P波观测图,从而进一步确认唐山地震震源破裂过程包括两次终止事件的可能性。此外本文还对唐山地震的震源环境以及调整单元的让位情况进行了讨论。     

高铁震源地震信号的挤压时频分析应用

我国每天有数千趟高铁列车驰骋在纵横交错的高铁线路上,构成了十分理想的均布震源,但寻找适合高铁震源地震信号的处理方法是充分挖掘信息的关键.传统的频谱分析结果表明高铁震源所产生的地震信号具有明显的窄带分立谱特征,但无法精确获得高铁震源地震信号的时频变化规律.本文首次将挤压时频分析这种分析工具引入到高铁震源地震信号处理中,对中国南方某高铁沿线采集到的高铁震源地震数据进行了分析.处理结果表明:利用挤压时频分析能够更加精确地刻画频率成分随时间的变化,能够利用单检波器精确刻画高铁列车的运行状态(匀速、加速等);同时利用挤压时频变换还可高精度地重构出所需频带的信号,为提取高铁震源地震信号的特征成分提供了一种有力工具.     

层状介质中内源引起的地震波理论地震图的部分分离变量——有限差分计算方法

文献〔1〕给出了震源在地表时计算理论地震图的部分分离变量——有限差分方法。本文继〔1〕讨论了震源在介质内部时,特别是震源在介质分界面上时理论地震图的计算方法。含贝塞尔函数的数值积分是用FiLon方法完成的,它具有精度高,运算速度快的特点。作为例子,本文最后给出了利用所述计算方法得到的不同内源在含两个高速夹层地壳模型中的理论地震图。     

朝鲜半岛及黄海板内地震的体波分析

本文研究了朝鲜半岛及黄海板内４次中强度浅震，求出它们的震源机制、震源深度、震源时间函数及地震矩。结是要发现，用短周期合成地震图与观测结果对比求得的震源深度是很浅的，在６－９ｋｍ之间。为了测定震源机制、震源时间函数及地震矩，我们根据ＧＤＳＮ资料反演了远震长周期Ｐ与ＳＨ波。反演虽仅依据少数远震体波作出，但矩张量的辐射图形与在近震及远震距离上观测到的大多数Ｐ波初动方向一致。相对振幅及波形在观测结果与合成     

用经验格林函数方法从长周期数字波形资料中提取共和地震的震源时间函数

1990年4月26日，在青海省共和县发生了一次震级MS=6.9地震．这次地震之后，于1990年5月7日、1994年1月3日和1994年2月16日在原震区又发生了MS分别为5.5，6.0和5.7的余震．我们分别以这几次余震的中国数字地震台网的长周期记录作为经验格林函数对该地震的长周期记录进行反褶积，提取了该地震的远场震源时间函数．无论以哪次余震的记录作为经验格林函数，反褶积的结果都相当一致．结果表明，发生于1990年4月26日的MS=6.9地震至少由两次规模相当的事件构成，两次事件的发震时刻相差约30 s．第一次事件的持续时间较短，约12 s，震源时间函数的上升时间约5 s；第二次事件的持续时间较长，约17 s，上升时间约8 s．分析分别从P波和SH波提取的震源时间函数，我们注意到，从SH波中提取的震源时间函数比从P波中提取的震源时间函数复杂，表明这次地震的震源过程除了上述两次规模相当的事件外，还存在规模较小的事件．这一结果与我们由矩张量反演得到的结果以及用宽频带波形资料借助于经验格林函数方法所得的结果一致．我们以较小余震对较大余震做反褶积得到较大余震的震源时间函数．结果表明，发生在1994年1月3日的MS=6.0和1994年2月16日的MS=5.7地震的震源过程相当简单，其震源时间函数为一简单脉冲．对于1990年4月26日MS=6.9地震，我们从不同台站的资料中得到的震源时间函数具有方位依赖性．然而，这种方位依赖性在3个余震的震源时间函数中几乎没有显示．从不同台站或同一台站的不同震相求得的震源时间函数的幅度存在差异，但震源时间函数在其持续时间上的积分却相当稳定，亦即从任何一个台站测得的标量地震矩相当一致． 以3个余震的记录作为经验格林函数得到的1990年4月26日地震的相对标量地震矩分别为22(以1994年1月3日MS=6.0地震的记录为经验格林函数)、26(以1994年2月16日MS=5.7地震的记录为经验格林函数)和66(以1990年5月7日MS=5.5地震的记录为经验格林函数)．据此推算，MS=6.0地震与MS=5.7地震的相对标量地震矩为1.18；MS=6.0地震与MS=5.5地震的相对标量地震矩为3.00；MS=5.7地震与MS=5.5地震的相对标量地震矩为2.54．这些结果与我们从资料中直接得到的相对标量地震矩(分别为1.15，3.43和3.05)一致，表明了作为提取震源时间函数的经验格林函数方法副产品的相对标量地震矩是地震大小的一种很稳定的度量.      

基于Gabor变换反褶积技术在渤海某工区的应用研究

使用常规的Wiener反褶积必须假设震源子波在地层旅行过程中是平稳的即一成不变的,这个前提条件与实际野外地震资料采集差别较大,而基于Gabor变换反褶积技术考虑到地震能量的衰减、子波的形变等非平稳性特征.地震道在Gabor域可因式分解成三项即震源子波、衰减函数和反射系数,该技术设计POU窗函数,并利用此函数在Gabor域对地震信号进行局部时频分解.Gabor域反褶积算法在Gabor域通过除以衰减函数和震源子波的乘积来估算地层反射系数,然后再做Gabor反变换可求得时间域的地层反射系数.理论模型的测试和实际地震资料的应用均表明,与Wiener反褶积相比较,基于Gabor变换反褶积可补偿中深层的能量衰减并因此拓宽有效频带和提高时间分辨率.     

由震源时间函数估算地震辐射能量

用实际地震观测中得到的震源时间函数讨论了地震辐射能量的测定问题。指出从辐射能量测定的角度看，实际地震的震源时间函数可以简化为三角形函数，同时一些复杂的地震可用两个或更多的三角形函数来表示。用三角形函数作为实际震源时间函数的简化，估算了一些地震的辐射能量。将NEIC的辐射能量测定结果与用震源时间函数得到的辐射能量的结果进行比较，结果表明两种估计具有比较好的一致性。     

多震源地震正演数值模拟技术

常规地震采集技术因受相邻时间激发炮之间时间间隔的制约而存在采集周期过长,采集成本过高的问题,而多震源同步激发地震采集技术可以克服这方面的缺陷,但存在着波场过于复杂的问题,地震正演模拟技术可以帮助我们提高对这种复杂波场的认识水平,为此采用2D弹性波方程交错网格高阶有限差分格式,开发了多震源同步激发波场正演数值模拟技术,能够模拟任意多个同步激发震源的弹性波波场,震源函数可以是雷克子波,也可以是可控震源扫描信号,且同步激发震源之间可以有随机时差.模型试算结果分析表明,该技术既是一项高精度的多震源正演模拟技术,也是一项高效率的地震正演数值模拟技术.     

高铁地震震源子波时间函数及验证

基于纵横波产生机理并结合高铁列车及铁轨结构,本文给出了高铁列车产生地震纵波及横波震源(点源及等效源)子波的时间函数;通过实际高铁地震数据及合成高铁地震数据分析,验证了高铁地震震源子波时间函数的合理性;在高铁列车匀速、加速及减速运行情况下,利用高铁地震点源子波合成记录分析了高铁地震震源子波的频谱特征,为实际高铁地震数据处理解释奠定了良好的基础.